2021高考化学一轮复习专题质检卷4金属及其化合物含解析苏教版

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专题质检卷四　金属及其化合物 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)‎ ‎1.化学在生产和日常生活中有重要的应用,下列说法中错误的是(　　)。‎ A.MgO、Al2O3的熔点很高,可制作耐高温材料,工业上也用其电解冶炼对应的金属 B.明矾水解形成的胶体能吸附水中悬浮物,可用于水的净化 C.燃放的焰火是某些金属元素焰色反应所呈现出来的色彩 D.铝比铁活泼,但铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀 答案:A 解析:氧化铝的熔点很高,所以Al2O3在工业上用于制作耐高温材料,铝是活泼金属,活泼金属的冶炼用电解法,所以用电解法冶炼铝金属,MgO的熔点为2800℃、熔点高,电解时耗能高,工业上常用电解熔融MgCl2的方法生产金属镁,故A项错误;明矾中铝离子水解生成胶体,具有吸附性,能吸附水中悬浮物,可用于水的净化,故B项正确;焰火利用的就是金属的焰色反应,故C项正确;Al比铁活泼,但氧化铝为致密的氧化物,所以铝制品比铁制品在空气中耐腐蚀,故D项正确。‎ ‎2.(2019河北衡水高三调研)下列有关物质的应用与性质相对应的说法正确的有(　　)。‎ ‎①明矾能用于净水是因为铝离子水解生成的氢氧化铝胶体具有强氧化性 ‎②氯化铁溶液可用于制作印刷电路板是因为其能氧化单质铜 ‎③浓硫酸可用作干燥剂是因为其具有脱水性 ‎④光导纤维可用作通信材料是因为其具有导电性 ‎⑤MgO、Al2O3的熔点很高,可制作耐高温材料 ‎⑥NaHCO3能与碱反应,因此食品工业上用作焙制糕点的膨松剂 ‎⑦铝制餐具不宜用来蒸煮或长时间存放酸性、碱性或咸的食物 A.2个 B.3个 ‎ C.4个 D.5个 答案:B 解析:①氢氧化铝胶体具有吸附性,可用于除去水中的悬浮物,不具有强氧化性,故①错误;②氯化铁具有氧化性,可与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可用于制作印刷电路板,故②正确;③浓硫酸用作干燥剂是因为具有吸水性,故③错误;④光导纤维具有折光性,不具有导电性,故④错误;⑤MgO、Al2O3为离子晶体,离子半径较小,晶格能较大,熔点高,故⑤正确;⑥NaHCO3能与酸反应生成二氧化碳气体,与碱反应不能生成气体,故⑥错误;⑦氧化铝具有两性,氧化膜为氧化铝,因此铝制餐具易被酸性、碱性或咸的食物腐蚀,故⑦正确;故正确的有3个。‎ ‎3.下列叙述中不正确的是(　　)。‎ A.常见金属铁和铝在工业上冶炼方法不同 8‎ B.除去Fe2O3中混有的Al2O3:加氢氧化钠溶液,过滤 C.除去FeCl2溶液中混有的FeCl3:加入过量铁粉,过滤 D.除去铜粉中混有的CuO:加适量稀硝酸后,过滤、洗涤 答案:D 解析:铁通常用CO还原Fe2O3得到,而铝一般用电解Al2O3的方法得到,A项正确;Al2O3能与NaOH溶液反应而Fe2O3不能,B项正确;FeCl3与铁反应生成FeCl2,C项正确;Cu、CuO都能与稀硝酸反应,D项错误。‎ ‎4.下列物质的转化在给定条件下不能实现的是(　　)。‎ A.饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3‎ B.MgCl2(aq)Mg(OH)2MgO C.Al2O3NaAlO2(aq)Al(OH)3‎ D.Fe2O3FeCl3(aq)无水FeCl3‎ 答案:D 解析:饱和食盐水中分别通入氨气和二氧化碳反应生成的碳酸氢钠溶解度较小可析出,过滤后将碳酸氢钠加热分解可得到碳酸钠,选项A的转化可以实现;氯化镁与石灰乳作用产生氢氧化镁,煅烧氢氧化镁分解产生氧化镁,选项B的转化可以实现;氧化铝溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳反应后生成氢氧化铝,选项C的转化可以实现;氧化铁与盐酸反应生成氯化铁,但加热氯化铁溶液时由于氯化铁水解生成氢氧化铁和HCl,在加热条件下无法得到无水氯化铁,选项D的转化无法实现。‎ ‎5.(2019山东临沂一模)向CuSO4溶液中加入H2O2溶液,很快有大量气体逸出,同时放热,一段时间后,蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O),继续加入H2O2溶液,红色浑浊又变为蓝色溶液,这个反应可以反复多次。下列关于上述过程的说法不正确的是(　　)。‎ A.Cu2+是H2O2分解反应的催化剂 B.H2O2既表现氧化性又表现还原性 C.Cu2+将H2O2还原为O2‎ D.发生了反应Cu2O+H2O2+4H+2Cu2++3H2O 答案:C 解析:蓝色溶液变为红色浑浊(Cu2O),红色浑浊又变为蓝色溶液,故Cu2+是H2O2分解反应的催化剂,选项A正确;H2O2中氧元素化合价由-1价变为0价和-2价,既表现氧化性又表现还原性,选项B正确;反应中H2O2自身发生氧化还原反应,选项C不正确;发生了反应2Cu2++H2O2+H2OCu2O+O2↑+4H+和Cu2O+H2O2+4H+2Cu2++3H2O,选项D正确。‎ ‎6.(2019黑龙江大庆铁人中学高三第一次模拟)下列说法正确的是(　　)。‎ 8‎ A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+‎ B.铁粉作食品袋内的脱氧剂,铁粉起还原作用 C.FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作,原因是FeCl3能从含有Cu2+的溶液中置换出铜 D.c(Fe2+)=1 mol·L-1的溶液中:K+、NH‎4‎‎+‎、MnO‎4‎‎-‎、S2-能大量共存 答案:B 解析:在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,但不能确定溶液中是否含有Fe2+,故A错误;铁粉作食品袋内的脱氧剂,反应中铁的化合价升高,发生氧化反应,本身作还原剂,起还原作用,故B正确;FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作,原因是FeCl3能与铜单质反应生成氯化亚铁和氯化铜,故C错误;Fe2+、S2-具有还原性,MnO‎4‎‎-‎具有氧化性,因此不能大量共存,故D错误。‎ ‎7.下列实验“操作和现象”与“结论”对应关系正确的是(　　)。‎ 选项 操作和现象 结论 A 常温下,将Al箔插入浓硝酸中,无明显现象 铝和浓硝酸不反应 B 向饱和Na2CO3溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊 析出了NaHCO3‎ C 用铂丝蘸取溶液进行焰色反应,观察到火焰呈黄色 该溶液一定是钠盐溶液 D 向装有Fe(NO3)2溶液的试管中加入稀硫酸,在管口观察到红棕色气体 HNO3分解生成了NO2‎ 答案:B 解析:Al箔表面被HNO3氧化,形成致密的氧化膜,并不是没有反应,故A项错误;饱和Na2CO3溶液中通入CO2发生反应:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3↓,由于产生的碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠,故会从过饱和溶液中析出,故B项正确;焰色反应呈黄色只能说明含有钠元素,不一定为钠盐,可能为碱溶液,故C项错误;向Fe(NO3)2溶液中加入H2SO4,则会发生离子反应:3Fe2++NO‎3‎‎-‎+4H+3Fe3++NO↑+2H2O,产生的NO在管口生成NO2呈现红色,而不是HNO3分解产生NO2,故D项错误。‎ ‎8.实验用含有杂质(FeO、Fe2O3)的废CuO制备胆矾晶体经历下列过程,Fe3+在pH=5时已完全沉淀。下列分析错误的是(　　)。‎ A.用18 mol·L-1浓硫酸配制溶解所用4 mol·L-1的稀硫酸,玻璃仪器一般只有3种 B.利用Cu(OH)2替代CuO也可调试溶液pH不影响实验结果 C.洗涤晶体:向滤出晶体的漏斗中加少量水浸没晶体,自然流下,重复2~3次 D.若要实验测定所得硫酸铜晶体中结晶水的数目要用到坩埚和坩埚钳 答案:A 8‎ 解析:用18mol·L-1浓硫酸配制溶解所用4mol·L-1的稀硫酸,用到量筒、烧杯、胶头滴管、玻璃棒以及容量瓶等仪器,故A项错误;Cu(OH)2和CuO都与溶液中H+反应,因此都能起到调节溶液pH的作用,并不引入新的杂质,故B项正确;固体具有吸附性,过滤时表面有可溶性物质,可向滤出晶体的漏斗中加少量水浸没晶体,自然流下,重复2~3次,可洗涤晶体,故C项正确;测定结晶水的含量,通过加热固体,脱去结晶水,称量质量的变化并通过计算可得结晶水的个数,加热用到坩埚和坩埚钳,故D项正确。‎ ‎9.已知反应:AlO‎2‎‎-‎+2H2O+NH‎4‎‎+‎NH3·H2O+Al(OH)3↓,现向浓度均为0.1 mol·L-1的HCl、NH4Cl和AlCl3混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液。下列示意图表示生成Al(OH)3的物质的量与加入NaOH溶液的体积的关系,合理的是(　　)。‎ 答案:D 解析:溶液中能与NaOH反应的阳离子有三种:H+、Al3+、NH‎4‎‎+‎,结合题中给出信息,依次发生反应:H++OH-H2O、Al3++3OH-Al(OH)3↓、NH‎4‎‎+‎+OH-NH3·H2O、Al(OH)3+OH-AlO‎2‎‎-‎+2H2O,因此选项D正确。‎ ‎10.球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下:‎ 化合物X18.0 g固体1溶液甲溶液乙固体224.0 g 下列说法不正确的是(　　)。‎ A.固体2是氧化铁 B.X的化学式可以表示为Fe3C2‎ C.溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0 g固体 D.X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成 答案:B 解析:X在空气中煅烧转化为CO2气体与铁的氧化物,再经盐酸、氯气处理后得到FeCl3溶液(溶液乙),加热、蒸发时,FeCl3水解得到Fe(OH)3,灼烧Fe(OH)3得到固体Fe2O3(固体2),A项正确;n(Fe2O3)=‎24.0g‎160g·mol‎-1‎=0.15mol,n(Fe)=0.3mol,m(Fe)=16.8g,m(C)=18.0g-16.8g=1.2g,n(C)=0.1mol,n(Fe)∶n(C)=3∶1,X的化学式可以表示为Fe3C,B项错误;溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中,Fe2+‎ 8‎ 会被空气氧化为Fe3+,最后得到的固体也是Fe2O3,C项正确;浓硝酸和铁碳化合物反应,碳元素被氧化成CO2,氮元素被还原为NO2,D项正确。‎ 二、非选择题(本题共3个小题,共50分)‎ ‎11.(16分)工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料——铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:‎ 试回答下列问题:‎ ‎(1)步骤Ⅰ若改用稀硝酸,则Fe3O4发生反应的离子方程式为　 。 ‎ ‎(2)实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有　　　、玻璃棒和烧杯等;步骤Ⅳ中应选用　　试剂调节溶液的pH(填字母编号)。 ‎ A.稀硝酸 B.氢氧化钠溶液 C.高锰酸钾溶液 D.氨水 ‎(3)检验步骤Ⅲ已经进行完全的试剂是　　　　　　　。 ‎ ‎(4)步骤Ⅵ中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)步骤Ⅴ中,FeCO3达到沉淀溶解平衡时,若室温下测得溶液的pH为9.5,c(Fe2+)=1×10-6mol·L-1。试判断所得的FeCO3中　　　　　(填“有”或“没有”)Fe(OH)2。{已知:Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17} ‎ 答案:(1)3Fe3O4+28H++NO‎3‎‎-‎9Fe3++NO↑+14H2O ‎(2)漏斗　D ‎(3)KSCN溶液 ‎(4)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2‎ ‎(5)有 解析:(1)步骤Ⅰ若改用稀硝酸,硝酸将Fe3O4中的+2价铁氧化为+3价铁,则发生反应的离子方程式为3Fe3O4+28H++NO‎3‎‎-‎9Fe3++NO↑+14H2O;(2)实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作是过滤,过滤操作用到的玻璃仪器为普通漏斗、玻璃棒和烧杯;调高pH,需要加入碱,NaOH碱性太强会和Fe2+发生反应生成沉淀,故选D;(3)检验步骤Ⅲ已经进行完全实际是检验是否还含有Fe3+,故选用的试剂是KSCN溶液;(4)步骤Ⅵ中发生反应为FeCO3在空气中与氧气发生氧化还原反应,可生成Fe2O3,反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2;(5)室温下测得溶液的pH为9.5,c(OH-)=1×10-4.5,由题中数据可知,溶液中c(Fe2+)·c2(OH-)=1×10-6×(1×10-4.5)2=1×10-15>Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17,故有Fe(OH)2沉淀生成。‎ 8‎ ‎12.(16分)碘化亚铜(CuI)是阳极射线管覆盖物,也是重要的有机反应催化剂,不溶于水和乙醇。下图是用废铜电缆(杂质中含有少量铁)制取无水碘化亚铜的流程。‎ ‎(1)过程①得到的溶液呈蓝色,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示),当温度高于40 ℃时,反应的速率下降,原因是　。 ‎ ‎(2)已知:Cu(OH)2的Ksp=2.2×10-20,Fe(OH)3的Ksp=2.16×10-39,lg6=0.78,过程②中用　　　　　　　调节溶液的pH。 ‎ A.NaOH溶液 B.NH3·H2O溶液 C.CuO D.CuCO3‎ 得到的滤渣成分是　　　　。 ‎ ‎(3)过程③的氧化产物能使淀粉变蓝,对应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ ‎(4)过程④用乙醇洗涤的目的为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)准确称取m g CuI样品,加入足量的Fe2(SO4)3溶液中,写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,待样品完全反应后,用a mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定,达到终点时,消耗的体积平均值为V mL,则样品中CuI的质量分数为　　　　。 ‎ ‎(已知:5Fe2++MnO‎4‎‎-‎+ 8H+ 5Fe3+ + Mn2+ +4H2O)‎ 答案:(1)Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O 温度高于40 ℃,H2O2分解,浓度减小,反应速率减小 ‎(2)CD　Fe(OH)3‎ ‎(3)2Cu2++4I-2CuI↓+I2‎ ‎(4)可得到干燥的CuI ‎(5)2CuI + 4Fe3+ 2Cu2+ + 4Fe2++I2　2.5×191aV×10-3÷m 解析:(1)利用H2O2的氧化性,可以在硫酸溶液中将铜氧化成Cu2+使溶液呈蓝色,所以反应的化学方程式是Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O;因H2O2易受热分解,当温度高于40℃时,会使H2O2受热分解,造成H2O2浓度下降,反应速率减小。‎ ‎(2)调节pH时用NaOH溶液和NH3·H2O溶液会分别引入杂质Na+和NH‎4‎‎+‎,而使用CuO和CuCO3不会引入杂质;因杂质Fe会发生反应:2Fe+3H2O2+6H+2Fe3++6H2O,所以通过调节溶液pH可以使Fe3+生成Fe(OH)3而除去。‎ ‎(3)通过②中调节pH除去Fe3+后,所得溶液中含有Cu2+,加入过量的NaI得到的氧化产物能使淀粉变蓝,说明生成了单质I2,则I-化合价升高体现还原性,所以Cu2+应该化合价降低体现氧化性,再根据所得沉淀经水洗和乙醇洗涤后是CuI晶体,说明Cu2+生成了CuI,所以反应的离子方程式是2Cu2++4I-2CuI↓+I2。‎ 8‎ ‎(4)因CuI不溶于水和乙醇,利用乙醇易溶于水又易挥发,所以先用水洗去CuI表面的杂质后,再用乙醇洗涤,可以除去沉淀表面的水,得到干燥的CuI。‎ ‎(5)利用Fe3+的氧化性,可以将CuI氧化为Cu2+和I2,所以反应的离子方程式是2CuI+4Fe3+2Cu2++4Fe2++I2;加入酸性高锰酸钾溶液,可以和样品完全反应后所得溶液中的Fe2+反应,反应的离子方程式是5Fe2++MnO‎4‎‎-‎+8H+5Fe3++Mn2++4H2O,则根据上述两个反应方程式可得如下关系(设样品中CuI的物质的量是xmol):‎ CuI~2Fe2+~‎2‎‎5‎MnO‎4‎‎-‎ ‎1‎‎2‎‎5‎ xmolV×10-3L×amol·L-1‎ 得CuI的物质的量x=2.5×V×10-3L×amol·L-1,所以CuI的质量是m(CuI)=2.5×V×10-3L×amol·L-1×191g·mol-1,所以样品中CuI的质量分数为2.5×191aV×10-3÷m。‎ ‎13.(18分)氯化铜、氯化亚铜是重要的化工原料,广泛用作有机合成的催化剂。‎ Ⅰ.实验室用如图所示装置,利用还原铜粉和氯气来制备氯化铜。‎ ‎(1)石棉绒的作用是　。 ‎ ‎(2)装置B中的试剂是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)所得产品中CuCl2的质量分数为90%,则其中可能含有的杂质是　　　　　　　　　(写一种即可)。 ‎ Ⅱ.另取纯净的CuCl2固体用于制备CuCl。‎ ‎100 mL 0.2 mol·L-1盐酸　通入SO2‎ ‎　　　　　↓　　　　　　　↓‎ ‎75 g CuCl2→操作①→200 mL溶液→操作②→CuCl(白色沉淀)‎ ‎　　　　　↑‎ ‎　　　　　H2O ‎(4)操作①中加入盐酸的目的主要是　 。 ‎ ‎(5)操作②中反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)操作①中若用10 mol·L-1盐酸代替0.2 mol·L-1盐酸,再通入SO2后,无白色沉淀产生。对此现象有如下两种猜想:‎ 猜想一:c(H+)过大导致白色沉淀溶解。‎ 为验证此猜想,取75 g CuCl2固体、100 mL 0.2 mol·L-1盐酸及　　　　　 mL 9.8 mol·L-1 H2SO4溶液配制成200 mL溶液,再进行操作②,观察是否有白色沉淀产生。 ‎ 8‎ 猜想二:c(Cl-)过大导致白色沉淀溶解。‎ ‎[资料显示:存在平衡2Cl-(aq)+CuCl(s)CuCl‎3‎‎2-‎(aq)]‎ 请设计实验说明该猜想是否成立:  　 。 ‎ 答案:(1)增大铜粉与氯气的接触面积 ‎(2)NaOH溶液 ‎(3)Cu或CuCl或石棉绒 ‎(4)酸抑制Cu2+的水解 ‎(5)2Cu2++SO2+2Cl-+2H2OSO‎4‎‎2-‎+2CuCl↓+4H+‎ ‎(6)50　取少量白色沉淀加入饱和氯化钠溶液中,搅拌,若白色沉淀溶解,说明猜想二成立,反之不成立 解析:Ⅰ.(1)石棉绒的作用是增大铜粉与氯气的接触面积;(2)氯气有毒,可用氢氧化钠溶液吸收,所以B装置是吸收尾气;(3)根据实验过程可知,氯气和铜反应除了生成CuCl2外,还可能有CuCl生成,还可能有铜剩余,或有石棉绒夹杂,因此可能含有的杂质是Cu或CuCl或石棉绒。Ⅱ.(4)因为氯化铜是强酸弱碱盐,溶液中存在Cu2++2H2OCu(OH)2+2H+,所以溶解时加入HCl溶液,可抑制氯化铜的水解;(5)操作②是向含有铜离子、氯离子的溶液中通入二氧化硫气体,生成CuCl沉淀,则反应的离子方程式为2Cu2++SO2+2Cl-+2H2OSO‎4‎‎2-‎+2CuCl↓+4H+;(6)根据题意,验证猜想一:应保证H+浓度增大,而Cl-浓度不变。设9.8mol·L-1H2SO4溶液的体积为VmL,则根据H+的量的关系可得0.2×0.1+V×10-3×9.8×2=10×0.1,解之得V=50;验证猜想二:体系中存在平衡2Cl-(aq)+CuCl(s)CuCl‎3‎‎2-‎(aq),溶液中氯离子的浓度过大平衡正向移动,可以取少量白色沉淀加入饱和氯化钠溶液中,搅拌,若白色沉淀溶解,说明猜想二成立,反之不成立。‎ 8‎